In Europa gibt es derzeit verschiedene Initiativen, eine eigene Batterieproduktion aufzubauen. Wissenschaftler entwickeln in dem Projekt Si-Drive ein nachhaltiges Zellkonzept, das auf ökologisch und ökonomisch unkritischen Materialien basiert.
Wissenschaftler des vom Karlsruher Institut für Technologie (KIT) gegründeten Helmholtz-Instituts Ulm (HIU) und ihre europäischen Kooperationspartner wollen innerhalb eines Konsortiums die gesamte Wertschöpfungskette der Batterieproduktion abbilden. Bis 2030 soll es ein Plan für eine europäische Produktion an. Die Europäische Union finanziert das Vorhaben mit acht Millionen Euro über vier Jahre. Denn derzeit werden rund 90 Prozent der Lithiumzellen in Asien produziert.
Die Wissenschaftler wollen mit Si-Drive eine Zelle zu entwickeln, die aus einer nanostrukturierten Silizium-Anode, einem neuartigen auf ionischen Flüssigkeiten basierenden Festelektrolyten und einer vollständig kobaltfreien, aber lithiumreichen Kathode besteht. Eine Zelle mit diesem Aufbau sowie ein umfassendes Recyclingprogramm könnten eine nachhaltige Batterieproduktion ermöglichen.
Höherer Lithiumgehalt in der Kathode
„Das Besondere an dem Projekt ist, dass wir im Verbund von der Materialentwicklung über Prototypzellenfabrikation bis hin zum Recycling alle Schritte der Wertschöpfungskette einer Batterie abdecken“, erklärt Professor Stefano Passerini, Direktor des HIU. Seine Forschungsgruppe entwickelt dabei das neuartige, kobaltfreie Kathodenmaterial mit unkritischen Elementen wie Eisen oder Aluminium.
Gerade Kobalt wird von der EU als kritischer Rohstoff eingestuft, da es eine knappe Ressource und geopolitisch schwer zugänglich ist und bisweilen unter menschenunwürdigen Bedingungen gewonnen wird. „Gleichzeitig wollen wir den Lithiumgehalt in der Schichtoxid-Kathode gegenüber den herkömmlichen Materialien signifikant erhöhen, erklärt Passerini, „um eine deutliche Steigerung der Energiedichte zu erzielen.“ (nhp)
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